2001: Opel Realiza Importantes Avances en el Desarrollo de la Célula de Combustible

  • Prototipo “HydroGen3” con sistema de propulsión más compacto
  • El Zafira “HydroGen1” con célula de combustible establece récords internacionales
  • Nueva unidad de célula de combustible con mayor densidad de potencia

En la trayectoria hacia la producción en serie de vehículos de célula de combustible, el equipo de desarrollo del Centro Global de Propulsiones Alternativas de Opel y General Motors (GAPC) ha realizado una serie de importantes avances en 2001. En Septiembre, en el Salón del Automóvil de Frankfurt, el equipo ha presentado un prototipo llamado “HydroGen3”, que está basado en el Opel Zafira y dispone de un sistema de propulsión optimizado que permite una disposición particularmente compacta de los elementos individuales en el vehículo. Como su predecesor, el “HydroGen1”, que también está basado en el monovolumen Zafira, el HydroGen3 utiliza hidrógeno puro como combustible. Poco después del Salón del Automóvil de Frankfurt, los técnicos del Centro Global de Propulsiones Alternativas han introducido una nueva pila de combustible, que establece nuevos estándares con su alta densidad de potencia de 1.75 kW por litro.

También en este año, el HydroGen1 ha demostrado el gran progreso que han conseguido los técnicos de Opel y GM en el campo de la propulsión por célula de combustible. En pruebas llevadas a cabo en el Estado Norteamericano de Arizona, el vehículo de concepto ha establecido un total de 15 récords internacionales en coches de célula de combustible. También en el “Michelin Challenge Bibendum”, una competición internacional para vehículos respetuosos con el medio ambiente, el prototipo de Opel alimentado con hidrógeno puro ha sido el único turismo de célula de combustible que ha dominado en los 350 km de Los Angeles a Las Vegas.

El “HydroGen3” Marca el Camino hacia la Producción en Serie

El principal objetivo del proyecto HydroGen3 ha sido mejorar las prestaciones y la adaptación al uso diario del sistema de propulsión. Como parte de este programa de mejora, el equipo de desarrollo del Centro Global de Propulsiones Alternativas ha logrado con éxito prescindir de algunos de los componentes que eran necesarios en el HydroGen1. Un útil efecto colateral lo ha constituido el que se haya podido reducir aún más el peso del vehículo acercándolo al objetivo previsto de 1.590 kilos. El componente más destacado del que el equipo de desarrollo ha prescindido en el HydroGen3 ha sido el paquete de baterías de alto rendimiento. En el HydroGen1, esta unidad de almacenamiento de energía tenía la misión de suministrar energía en los picos de potencia de la unidad de propulsión, pero el sistema optimizado de célula de combustible del HydroGen3 puede producir por sí mismo la potencia requerida inmediatamente. No solo se han ahorrado casi 100 kilos de peso, el sistema ahora más compacto también ha significado que la altura del piso de la zona de carga en el Zafira alimentado por hidrógeno es ahora la misma que la del modelo normal de producción. La capacidad de carga del Zafira en configuración de cinco asientos (600 litros) es por tanto, la que está disponible en el HydroGen3.

El hidrógeno puro se utiliza como combustible para generar la potencia para el motor eléctrico del prototipo de célula de combustible. Este hidrógeno se almacena a bordo del HydroGen3 en estado líquido en un depósito de acero inoxidable a una temperatura de –253 ºC. El interior aislado de la conductividad térmica por vacío entre las paredes interiores y exteriores, además de varias finas capas de láminas de aluminio, aseguran una protección óptima contra la radiación de calor del exterior. Con su volumen de 68 litros, el depósito de combustible, que está colocado delante del eje trasero y bajo el asiento trasero (el asiento ha sido elevado 25 mm para ubicarlo), dispone de una autonomía de unos 400 kilómetros.

La pila, que es significativamente más compacta que su predecesora, desarrolla una potencia constante de 94 kW (anteriormente desarrollaba 80 kW) y un pico de 129 kW (anteriormente 120 kW). La pila de combustible proporciona la potencia a un motor eléctrico trifásico asincrono de 82 CV/60 kW. Con esta propulsión tan eficiente, el Zafira de pila de combustible, acelera de 0 a 100 km/h en 16 sg y alcanza una velocidad máxima de 150 km/h.

Compacta y Potente: La Nueva Unidad de Célula de Combustible
Poco después de realizar su debut el HydroGen3, GM y Opel presentaron una unidad de célula de combustible aún más eficiente en una conferencia de tecnología en Londres, Reino Unido. Con una potencia de 1,75 kW por litro, establece nuevos estándares en términos de densidad de potencia. Las dimensiones de la pila son de 819 x 140 x 508 milímetros (58 litros), pesa 82 kg y genera una potencia eléctrica continua de 102 kW. Si es preciso, la pila también puede alcanzar picos más altos: Así, en el HydroGen3, se obtienen hasta 129 kW durante cortos periodos.

Al igual que la unidad de célula de combustible del prototipo de Opel, esta pila de última generación también dispone de membranas en las células individuales que no precisan de componentes adicionales de humidificación externa para llevar a cabo su función electrolítica para generar energía. La eficiente unidad de célula de combustible también dispone de unas excelentes características de arranque en frío. A una temperatura de –20 ºC, alcanza su potencia máxima en tan solo 30 segundos – un factor importante para la adaptación al uso diario de la tecnología de célula de combustible en los coches.

El HydroGen1 Supera incluso las Condiciones más Duras

El HydroGen1 ha demostrado que ya estaba a la cabeza del desarrollo técnico en Mayo de 2001 durante un programa de pruebas de resistencia en las pistas de pruebas del desierto de Mesa de General Motors en el Estado Norteamericano de Arizona. A pesar de las condiciones extremas de calor en el desierto, cosechó éxitos al establecer un total de 15 nuevos récords internacionales en vehículos de célula de combustible en términos tanto de distancia (10/100/1.000 kilómetros y 10/100/1.000 millas) como de tiempo (1/6/12/24 horas). En la maratón de 24 horas, el prototipo ha recorrió un total de 1.387 kilómetros a una velocidad media de 57,79 km/h. Durante las pruebas de conducción, se registraron unas temperaturas de 35 ºC a la sombra y hasta 65 ºC en la pista.

En Octubre, el HydroGen1 ha demostrado nuevamente su habilidad en el “Michelin Challenge Bibendum 2001” en California. En un duro entorno internacional con competidores de casi todos los fabricantes europeos, americanos y japoneses, el HydroGen1 ha sido el único turismo propulsado por célula de combustible que ha terminado el circuito de 350 kilómetros de Los Angeles a Las Vegas. A lo largo de la ruta, los vehículos han tenido que afrontar una diferencia de altitud de 1.350 m y temperaturas exteriores de 32 ºC. En varias disciplinas individuales en la Autopista de California cerca de Los Angeles, el HydroGen1 ha obtenido un rendimiento particularmente bueno en las categorías de emisiones, ruido y slalom. Con motivo de la eficiente integración del sistema de célula de combustible en el vehículo, el Zafira alimentado con hidrógeno también fue galardonado con el “Premio de Diseño Bibendum”

Procesador de la Gasolina de a bordo como Solución Provisional

Todavía queda camino por recorrer hasta conseguir la total disponibilidad de hidrógeno en las estaciones de servicio. Hasta entonces, los técnicos de Opel y GM consideran la reformación de la gasolina a bordo como una práctica solución provisional. La reformación es básicamente el proceso de disolver el hidrógeno de la gasolina. En Agosto de 2001, el Equipo de Desarrollo del Centro Global de Propulsiones Alternativas presentó un prototipo basado en el Chevrolet Pickup S 10 con el primer procesador de gasolina del mundo instalado a bordo de un vehículo.

El desarrollo de la tecnología de célula de combustible en Opel está recibiendo renovados impulsos por medio de la alianza con determinados socios. Desde 1999, General Motors y Opel han cooperado estrechamente en este campo con Toyota. En 2001, GM también ha acordado una alianza con el fabricante de coches japonés, Suzuki, para la aplicación de la futura tecnología en coches pequeños. Se han firmado otros acuerdos de cooperación de investigación con Canadian Hydrogenics Corporation (Toronto) y los especialistas norteamericanos Giner Inc. (Newton, Massachusetts). La cooperación con Hydrogenics no solo cubre el desarrollo sino también la comercialización de los sistemas de célula de combustible. El interés principal de la alianza con Giner se centra en los sistemas de llenado de depósito para hidrógeno y aplicaciones fijas de célula de combustible para generación de energía. Se ha firmado un acuerdo con Quantum Technologies (Irvine, California) para promocionar el desarrollo de sistemas de almacenamiento de hidrógeno.

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